40mg/cm2噴涂量下，蒸發速率達3.26kg/m2/h（1倍太陽光）
相比原始基底材料，效率最高提升297%
適用木材、濾膜、織物等多種商業化的基底材料
研究背景
水蒸發作為一種自然現象，是自然界和工業生產中至關重要的過程，在光合作用、海水淡化、脫水技術等多個領域中發揮著重要作用。然而，如何提高蒸發效率一直是科研人員關注的焦點?；谒卣舭l機理，多孔網絡結構能夠促進水分子以團簇形式逃逸出蒸發界面，從而降低蒸發界面上的能耗（低焓蒸發）；水團簇在空氣中，再進一步吸收環境能量破碎成單個氣態分子。這種低焓蒸發過程，為提高界面蒸發速率提供了新的途徑。近期的研究表面，疏水性孔或者微孔結構能夠作為水“活化”的結構單元，促進水簇形成；但這些結構特性對水分子的傳輸過程會造成較大阻礙，難以適用于快速的界面蒸發過程。如何平衡這種水“活化”和水傳輸行為成為設計高性能界面蒸發材料的關鍵難題。
技術亮點
雙重結構設計：
親水外殼快速吸水
疏水介孔通道打破水分子氫鍵網絡，形成易蒸發的"水簇"
蒸發能耗降低32%：分子動力學模擬證實，疏水納米孔道使水擴散速度提升40%
NG的結構圖
納米噴霧對蒸發材料的界面改性圖
納米噴霧促進水分蒸發的機理圖
連續7天循環使用性能穩定，5次浸泡-蒸發循環后效率僅下降14%
NGs@Substrate的實用性圖
科學意義
該研究首次提出“表面結構優先”設計理念，用納米凝膠改性蒸發界面，突破傳統塊狀凝膠無法對水傳輸和水“活化”結構解耦合設計的局限。
論文信息
《Mesoporous Nanogel Sprays as Universal Evaporation Interface Modifiers for Boosting Water-Cluster Evaporation》
DOI:10.1002/adma.202419243
鏈接：Mesoporous Nanogel Sprays as Universal Evaporation Interface Modifiers for Boosting Water‐Cluster Evaporation - Zhu - Advanced Materials - Wiley Online Library
通訊作者：海南大學張明鑫&黃瑋 第一作者：碩士研究生朱海云
